برش لیزری چیست؟
برش لیزری یک نوع فناوری است که در آن از اشعه لیزر برای برش دادن اجسام استفاده می شود، و این نوع فناوری در زمینه صنعتی کاربرد دارد و استفاده می شود. برش لیزری به عنوان نوعی فرآیند برش بدون تماس است که می توان با آن مواد خام فلزی و غیر فلزی را با ضخامت های گوناگون برش داد و توسط استعمال اشعه لیزر از یک خروجی از نوع قوی لیزر بر روی اجسامی که قرار است بریده شوند، انجام می شود. بخشی از جسم مورد نظر که بریده شده است یا ذوب شده یا می سوزد یا به حالت تصعید می شود و با فشار گاز از روی جسم پاک خواهد شد، سپس سطحی که بریده شده با کیفیت بسیار عالی ساخته می شود.
لیزر صنعتی در صنعت های مختلفی همچون صنایع ساختمانی، نظامی، پزشکی، آزمایشگاهی و پژوهشی، هوافضا، ارتباطاتی، فیزیک و شیمی و …. مورد استفاده قرار می گیرد.
انواع لیزرهای مورد استفاده در برش
لیزرها انواع گوناگونی دارند مانند لیزر شیمیایی، لیزر گازی، لیزر جامد، لیزر رادیو اکتیو، لیزر فیبری و …، اما در صنعت فقط از دو نوع لیزرهای جامد و گازی استفاده می شود.
لیزرهای پر کاربردی که در دستگاه های برش لیزر صنعتی استفاده می شوند عبارتند از:
- لیزر Co2 (دی اکسید کربن) که این نوع لیزر برای برش، حکاکی و تغصیف ماده، کاربرد دارد.لیزر Co2(دی اکسید کربن) در برشکاری صنعتی بسیاری از مواد مانند آلومینیوم، فولاد، تیتانیم، فولاد ضد زنگ، موم، کاغذ، پلاستیک، پارچه و چوب مورد استفاده قرار می گیرد.
- لیزرهای نئودیمیم و لیزرهای نئودیمیم-ایتریم-آلومینیوم-گارنت(Nd-YAG) هستند. این دو نوع لیزر، روش و سبک یکسان دارند و تفاوت این دو در کاربردشان است. لیزرNd در تضعیف ماده و در مواقعی که قدرت زیاد و تکرار پذیری بالا مدنظر باشد استفاده می شود. لیزر Nd-YAG برای تضعیف ماده و حکاکی بر روی قطعه و در زمانی که قدرت خیلی زیاد لازم باشد، کاربرد دارد. استفاده از لیزر YAG بیشتر برای برش و سرامیک ها و حکاکی فلزات می باشد.
انواع روشهای برش لیزری
انواع روش های برش لیزری فلزها با روش های مختلفی انجام می شوند. برخی عبارتند از:
- تبخیر ماده
- ذوب ماده همراه با دمیدن گاز پر فشار
- سوزاندن
- ایجاد شکاف با تنش های حرارتی
- برش سرد
برش تبخیری
در برش تبخیری، حرارت اشعه متمرکز شده دمای نقطه ماده را به دمای نقطه ی جوش می رساند و باعث تبخیر شدن ماده و به وجود آمدن حفره می شود. این روش برای برش دادن موادی که ذوب نمی شوند مانند: کربن، چوب و پلاستیک های ترموست، کاربرد دارد.
برش ذوب ماده همراه با دمیدن گاز پر فشار
در این نوع برش ابتدا اشعه ی لیزر، ماده ی مورد نظر را در نقطه ی کاری به دمای نقطه ذوب رسانده، سپس بلافاصله با استفاده از یک جریان پر فشار گاز( معمولا هوا) به نقطه ی مورد نظر ماده ضربه ای وارد می شود که موجب ریزش مواد ذوب شده از روی جسم می شود. در این روش دیگر نیازی به بالا بردن دما به اندازه ی بیشتر از نقطه ذوب مواد نیست، پس در نتیجه دستگاه برش، قدرت مصرفی کمتری نیز دارد. این نوع برش معمولا برای برش فلزها مورد استفاده قرار می گیرد.
برش با ایجاد شکاف با تنش های حرارتی
موادی که تٌرد می باشند به شکستگی حرارتی حساس هستند. از این خاصیت تٌرد بودن مواد در این روش استفاده می شود. اشعه ی لیزر بر روی سطح ماده متمرکز می شود و باعث ایجاد حرارت به صورت موضعی و انبساط حرارتی خواهد شد، این کار موجب ایجاد شکاف در ماده شده و با حرکت دادن اشعه می توان آن را هدایت کرده تا برش مد نظر، انجام شود. این نوع برش معمولا برای برش لیزری موادهای شیشه مانند و شیشه ها قابل استفاده است.
مزایای دستگاه برش لیزر
- هزینه کمتر و به صرفه
- دقت بالا داشتن
- قابل استفاده در کارهایی که پیچیدگی شدید دارند
- بهره برداری بهتر و کامل تر از ورق، و تولید شدن ضایعات کمتر
- پیشگیری از آسیب دیدگی به مواد
- کاهش مصرف انرژی
- سازگاری داشتن با انواع مواد
معایب دستگاه برش لیزر
فرآیند برش لیزر در حالی که مزایای زیادی دارد، همچنین معایبی دارد که باید از آنها اطلاع داشته باشید. از جمله معایب دستگاه برش لیزر عبارتند از:
- درفرآیند برش لیزری پلاستیک ها دود سمی تولید می شود و نیاز به تهویه می باشد، که می تواند این عمل پر هزینه باشد.
- برش لیزر موثر به ضخامت قطعه ماده برش داده شده و نوع لیزر مورد استفاده شده بستگی دارد. بدون مراقبت درست و استفاده کردن از شدت لیزر نادرست، ماده برش داده امکان دارد بسوزد یا بعضی از فلزها تغییر رنگ دهند.
- این عمل که یک فرآیند به صورت خودکار می باشد، اما را اندازی و نگهداری از آن به دخالت انسان نیاز دارد و در صورت تماس انسان با لیزر، خطر سوختگی جدی امکان پذیر است.
نتیجه گیری
برش لیزری فناوری می باشد که در آن برای برش اجسام از لیزر استفاده می شود و در زمینه صنعت کاربرد دارد. این نوع برش توسط دستگاه برش با اشعه لیزر قوی بر روی اجسامی که قرار است بریده شوند انجام می شود، و قسمتی که بریده شده به حالت مایع یا تصعید یا سوخته شده در می آید و با فشار گاز از روی جسم پاک خواهد شد. انواع برش لیزری وجود دارند که از آنها در صنعت های مختلفی مانند صنایع نظامی، ساختمانی، پزشکی، آزمایشگاهی و پژوهشی و …. استفاده می شوند.
سوالات متداول
- انواع برش لیزری فلزات به چه روش هایی انجام می شوند؟
انواع برش لیزری فلزها با روش های مختلفی انجام می شوند. این روش ها عبارتند از: تبخیر ماده، ذوب ماده همراه با دمیدن گاز پر فشار، سوزاندن، ایجاد شکاف با تنش های حرارتی، برش سرد
- دستگاه های برش لیزری چه مزایایی دارند؟
از جمله مزایای دستگاه برش لیزری عبارتند از: هزینه کمتر و به صرفه، دقت بالا داشتن، قابل استفاده در کارهایی که پیچیدگی شدید دارند، بهره برداری بهتر و کامل تر از ورق و تولید شدن ضایعات کمتر، پیشگیری از آسیب دیدگی به مواد، کاهش مصرف انرژی، سازگاری داشتن با انواع مواد
در بحث پیرامون این مقاله شرکت کنید!